离心力—振动复合环境数值模拟

摘要

该文主要是对振动—离心复合环境数值模拟问题进行一些探索和尝试.该文在深入研究离心机以及振动台的实验机理,尤其是复合离心机振动台的实验设计机理后,基于多刚体动力学分析,建立了振动台顺臂安装于离心机机臂上的力学模型,基于Hamilton原理得到的拉各朗日运动方程,得到了复合动力学环境下的运动支配方程,并给出了相应的数值求解方法;将离心机臂作为柔性梁,用瞬态有限元的方法进行仿真分析,采用计算软件ANSYS分析了离心机臂和复合系统的模态,并得到了柔性机臂—振动台系统的动力学特性.最后,在C++Builder环境下编制相应计算程序求解动力学方程,并对不同建模结果进行了比较,算例仿真结果表明,该文建立复合离心机振动台系统力学模型是正确的,从精度、效率、可靠性上均可满足实际工程需要.因此,该文为复合环境下系统的减振、隔振设计和控制系统的设计提供了理论的依据.

目录

文摘

英文文摘

1概论

1.1研究目的和意义

1.2复合离心机振动台实验系统的研究现状和进展

1.3振动—离心复合环境数值模拟的研究进展

1.4本文工作概述

2复合离心机振动台实验系统研究的基本原理

2.1离心试验机的基本原理

2.2振动试验机的基本原理

2.3复合离心机振动台系统的基本原理

2.3.1安装方式

2.3.2隔振装置

2.3.3换向装置

2.4几种复合离心机振动台实验系统简介

3多体系统动力学中的有关概念

3.1多体系统描述方法

3.2多刚体系统运动学研究内容及分类

3.3约束和广义坐标

3.3.1约束及其分类

3.3.2广义坐标

3.3.3广义速度

3.3.4广义力

3.4离心力场的基本特性

3.4.1离心力

3.4.2哥氏力

4离心力—振动复合动力学环境下计算模拟

4.1复合系统建模振动问题分析

4.1.1离心机臂横向振动分析

4.1.2离心机臂纵向振动分析

4.2数学模型的建立

4.2.1复合系统数学模型研究简介

4.2.2复合系统数学模型的建立

4.3复合动力学环境下的运动支配方程

4.3.1 Hamilton原理

4.3.2拉各朗日运动方程

4.3.3振动台系统多刚体动力学方程

4.3.4瞬态有限元法

4.3.5复合系统动力学方程

4.4动力响应分析的数值方法

4.4.1直接积分法

4.4.2固有振动分析

4.4.3振型叠加法

5数值仿真计算程序设计及算例

5.1数值仿真计算程序设计

5.2利用ANSYS软件计算离心机机臂模态

5.2.1有限元离散和模态分析方法选择

5.2.2计算成果

5.2.3分析及结论

5.3复合振动台系统数值仿真计算实例

5.3.1复合振动台系统的题设条件

5.3.2计算成果

5.3.3分析及结论

5.3.4对不同建模的计算结果比较

5.4刚—柔耦合动力学分析算例

5.4.1有限元离散

5.4.2计算成果

5.4.3分析及结论

6结语

参考文献

声明

致谢